2011-2012学年第二学期
《编译原理》课程设计报告
学院：计算机科学与工程学院
班级：
学生姓名：学号：
成绩：
指导教师：
时间：2012年5 月
目录
一、课程设计的目的 ---------------------------------------------------------------- - 1 -
二、课堂实验及课程设计的内容 -------------------------------------------------- - 1 -
2.1、课堂实验内容-------------------------------------------------------------- - 1 -
2.2、课程设计内容-------------------------------------------------------------- - 1 -
三、visual studio 2008 简介------------------------------------------------------- - 2 -
四、问题分析及相关原理介绍 ----------------------------------------------------- - 3 -
4.1、实验部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------------- - 3 -
4.1.1、词法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 -
4.1.2、语法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 -
4.1.3、语义分析功能介绍及分析------------------------------------- - 4 -
4.2、课程设计部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------- - 5 -
4.2.1、编译程序介绍 ----------------------------------------------------- - 5 -
4.2.2、对所写编译程序的源语言的描述（C语言） -------------- - 6 -
4.2.3、各部分的功能介绍及分析 -------------------------------------- - 7 -
4.3、关键算法：单词的识别-------------------------------------------------- - 8 -
4.3.1、算法思想介绍 ----------------------------------------------------- - 8 -
4.3.2、算法功能及分析 -------------------------------------------------- - 8 -
五、设计思路及关键问题的解决方法 ------------------------------------------ - 10 -
5.1、编译系统------------------------------------------------------------------ - 10 -
5.1.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 10 -
5.2、词法分析器总控算法--------------------------------------------------- - 12 -
5.2.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 12 -
5.2.2、关键问题及其解决方法 --------------------------------------- - 13 -
六、结果及测试分析-------------------------------------------------------------- - 14 -
6.1、软件运行环境及限制--------------------------------------------------- - 14 -
6.2、测试数据说明------------------------------------------------------------ - 14 -
6.3、运行结果及功能说明--------------------------------------------------- - 16 -
6.4、测试及分析说明--------------------------------------------------------- - 16 -
七、总结及心得体会 --------------------------------------------------------------- - 17 -
7.1、设计过程------------------------------------------------------------------ - 17 -
7.2、困难与收获 ------------------------------------------------------------- - 17 -
八、参考文献 ------------------------------------------------------------------------ - 18 -
一、课程设计的目的
通过设计、编写和调试词法分析程序（又称扫描器），了解扫描器的组成结构，不同种类单词的识别方法，加深了对词法分析作用的理解。进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解高级语言在计算机中的执行过程，加深对编译原理中重点算法和编译技术的理解，提高自己的编程能力，培养好的程序设计风格。同时通过某种可视化编程语言的应用，具备初步的Windows环境下的编程思想。
二、课堂实验及课程设计的内容
2.1、课堂实验内容
利用Visual Studio 2008进行编译器的编写，其中我负责的代码部分有：
a、词法分析
识别字符常数、界符、标识符、关键字的函数编写
b、语法分析
If语句、do…while语句、for语句的函数编写
c、语义分析及中间代码生成
说明语句、赋值语句、算数表达式的翻译函数编写
2.2、课程设计内容
词法分析器的设计与实现
利用visual studio2008可视化编程工具编写C语言的可视化编译平台，包括源文件编辑器、词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成，要求具有调试和生成TOKEN表、符号表、四元式表、错误信息等功能。
三、visual studio 2008 简介
VS2008引入了250多个新特性，整合了对象、关系型数据、XML的访问方式，语言更加简洁。使用Visual Studio 2008可以高效开发Windows应用程序。设计器中可以实时反映变更，XAML中智能感知功能可以提高开发效率。同时Visual Studio 2008支持项目模板、调试器和部署程序。Visual Studio 2008可以高效开发Web应用，集成了AJAX 1.0，包含AJAX项目模板，它还可以高效开发Office应用和Mobile应用。
如果您是软件开发人员，您一定会对下一代Visual Studio 2008的外壳感兴趣，一个好的开发环境可以让开发工作事半功倍，微软公布了最新版Visual Studio Shell的预览，一起来看一下：我们可以发现新版VS的开发界面分为两个版本：整合模式和孤立模式，分别对基于语言的开发和基于特别工具的开发作了优化。并将Iron Python引入了Visual Studio，该界面将在Visual Studio 2008的Beta2版本中出现。
微软开发者部门的副总裁索玛塞加在其博客中表示，尽管Visual Studio 2008软件开发平台是2008年2月份一次产品开发活动的一部分，微软计划于2007年年底开始销售这款产品。据InfoWorld网站报道称，本周早些时候，微软宣布将在于2008年2月27日举办的一次产品发布会上发布Visual Studio 2008、Windows Server 2008、SQL Server 2008。微软曾表示计划在今年晚些时候发售Visual Studio 2008。索玛塞加表示，微软仍然计划在2007年发布这款产品。他说，尽管我们将在明年2月份集中发布数款产品，但根据客户的反馈，我们仍然计划在今年年底时发售Visual Studio 2008和.Net FX 3.5。
微软在今年的合作伙伴会议上还宣布，其Software Licensing and Protection Services产品将于今年10月份发布。它包含帮助ISV在内的开发人员保护知识产权、开发和许可产品版本、跟踪产品和特性使用、与后端过程整合的工具。
四、问题分析及相关原理介绍
4.1、实验部分问题分析及相关原理介绍
4.1.1、词法分析功能介绍及分析
词法分析的功能是从源程序中读入一个个字符，一句一定的构词规则，识别出各类有用的单词：在试验中我负责的是识别字符常数、界符、标识符、关键字的函数编写。下面分别介绍分析各个函数的编写思路和过程。
识别字符常数：如果读入的第一个字符为字母，继续向下读直到读到的字符不为字母，则这段字符串为字符常数。
关键字，界符：程序首先定义一个结构体entry，属性有种别码和单词本身，实例化一个关键字结构体数组keyword，把C语言中的关键字，运算符，界符等单词本身与种别码填入到keyword数组当中，并自定义出整常数、实常数、字符常数、布尔常数及标识符id的种别码，填入到keyword数组中。当程序读入的一个字符时，首先判断该字符时属于字母、数字或是运算符，保存为一个字符串，把该字符串与keyword数组中的单词相比较，如果匹配成功就把该单词与种别码加入到Token表中，判断该字符串如果是标识符或常数，把该字符串与其种别码加入到符号表中。
4.1.2、语法分析功能介绍及分析
语法分析会利用词法分析是产生的token表，逐一向下扫描，一次读入一个单词，来识别各函数：
在实验中，语法分析阶段，我负责的是If语句、do…while语句、for语句的函数编写。下面分别介绍分析各个函数的编写思路和过程。
If语句的识别（ifs）：当总控程序遇到if语句的时候调用此函数，函数接收由总控程序传递而来的指针（tknum）之后，首先调用布尔表达式（bexp）进行布尔表达式的识别，识别之后调用赋值表达式（assign）识别，此时有三种情况：
①没有else：直接退出ifs函数。②有else：判断else之后调用赋值表达式（assign）进行识别。③为else if ：因为此种语句相当于if的嵌套，所以只将指针读取到if，调用ifs函数进行判断即可。
Do…while语句的识别：当总控程序遇到do…while语句时调用此函数，函数接收由总控程序传递而来的参数（tknum）之后，do后面是一个赋值表达式，所以调用assign函数进行识别，指针到了while的时候，+1并调用布尔表达式（bexp）进行布尔表达式的识别。
For语句的识别：当总控程序遇到for语句时调用此函数，函数接收由总控程序传递而来的参数（tknum）之后，因为for语句的结构for(①赋值表达式|变量；②布尔表达式；③A++|--)，所以，先判断①是否有“=”，有则调用赋值表达式（assign）进行识别，没有则是一个变量，此处不用识别，判断是否有分号之后指针指向②，此时调用布尔表达式（bexp）进行判断，判断分号之后，指针指向③，由于编程能力有限，此处只识别A++或A--（A为变量名）类型，结束之后进入for语句的执行语句，调用赋值表达式（assign）即可。
4.1.3、语义分析功能介绍及分析
语义分析阶段主要是检查如类型、运算、数组、越界、存储分配、表达式的求值、语句的翻译（生成中间代码）。在语义分析阶段我负责说明语句、赋值语句、算数表达式的翻译函数编写。下面分别介绍分析各个函数的编写思路和过程。
a、说明语句：因为说明语句时，语义子程序的工作就是把所定义的名字的各种属性填入符号表中，不产生四元式。所以在我认为，在获取当前指针之后，有三种情况①、为“，”，读取下一个字符处理。②、值为“short”、“long”、“int”、“float”、“double”、“char”，则读取下一个字符，并且递归调用说明语句的函数。
③如果在token表中的标识符，则继续处理。④读取到“；”则函数结束。
b、赋值语句与算术表达式：算数表达式的翻译则如下图，如果是赋值语句则新增一个四元式即可。
图4-1-1 算术表达式的翻译流程图
4.2、课程设计部分问题分析及相关原理介绍
4.2.1、编译程序介绍
本词法分析器，预分析程序保存在文本文件byyl.txt中，该文件不能由执行程序自动创建，需要在程序执行前预先提供，程序拥有只读的权限。程序逐个字符的分析源程序，能够识别标识符，整数，分界符，并分别把分析得到的字符写入相应Token数组中；其它字符标示为无法识别，记录在error数组中。程序结束后，将最总结果显示在符号表和Token表的textbox控件中。不同类别的字符通过相应的函数模块来分析识别。统计主函数在内，总共12个函数模块，除了前面说到得识别字符的函数外，还有对文件进行操作的函数，符号表类，Token 表类，错误表类。主函数中有8个文件指针， 5个实现不同功能的变量。在程
序设计过程中及时注释，方便复读和检测。通过调用字符串中的ToCharArray()函数实现对字符的逐个读入。
4.2.2、对所写编译程序的源语言的描述（C语言）
C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。1978后，C 语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。
特点有：
简洁紧凑、灵活方便
C语言一共只有32个关键字，9种控制语句，程序书写形式自由，区分大小写。把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。
运算符丰富
C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。
数据类型丰富
C语言的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据结构的运算。并引入了指针概念，使程序效率更高。另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。同时对于不同的编译器也有各种编辑方式。
C是结构式语言
结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要
的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。
语法限制不太严格，程序设计自由度大
虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。
允许直接访问物理地址，对硬件进行操作
由于C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，因此它既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元，可用来写系统软件。
生成目标代码质量高，程序执行效率高
一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10%~20%。
适用范围大，可移植性好
C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统，如MS-DOS、UNIX、Microsoft Windows 以及Linux；也适用于多种机型。C语言效率高，可移植性好，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，它也是数值计算的高级语言。
4.2.3、各部分的功能介绍及分析
分界符和标识符由函数IsIdentify()来识别，并进一步由函数IsKeyword() 来分离关键字；
数字有函数IsDigital()来识别；
头文件由函数IsHeadFile()识别。
注释由函数Hidecom()识别。
常字符串由函数IsString()识别并读出不配对的符号。其他字符即为非法字符。
该程序中，全局变量共有两个。字符串 strCode，用来存储读入的源程序。字符数组arrayCode用来存储由源程序转换为的字符。符号表数组symlist，用
来存储识别出来的符号表字符。错误表数组errlist，用来存储错误信息清单。Token表数组tokenlist用来存储由源程序识别出来的Token字符。关键字结构体数组keyword用来存储C语言中的关键字信息。整型line用来记录读入的行号。整型P表示当前识别位置。字符串symtemp用来存储临时读出的字符。IsNum(char c)函数用来判断是否为数字。IsChar(char c)用来判断是否为字母。IsSpace(char c)判断是否为换行、空格。ChartoStr(int m, int n)获取指定长度的指定字符。HideSpace()跳过程序中的空格或换行部分。
4.3、关键算法：单词的识别
4.3.1、算法思想介绍
主要算法的设计：该词法分析器首先扫描文件，识别出一系列具有独立意义的基本语法单位——单词，包括关键字、保留字、标识符、各种常数、各种运算符、界符及错误信息等。规定输出的单词符号格式为如下的二元式:(单词种别码,单词自身的值)。c 语言中定义了属于这五种类型的大量的单词，但是由于预编译器只识别我们自定义的注释，因此预编译器处理的单词集只是 C 语言中定义的单词集的一个真子集。
4.3.2、算法功能及分析
打开源文件，读入字符，对文件进行扫描，把读入的字符放入缓冲区中，然后对该字符进行判断。
a、识别标识符（关键字）
图4-3-1 识别标识符的状态转换图
图4-3-2 识别标识符的数据流程图
b、识别（整、实）数
其他
图4-3-3 识别数的状态转换图c、识别注释
首先判断是否为除号“/”；
再判断是否为单行注释“//”；
最后判断是否为多行注释“/*…*/”.
d、识别字符常数
图4-3-4 识别字符常数的状态转换图
e、识别界符：识别方式类似于关键字的识别，即直接查找标识符表（界符表），进行比较。
五、设计思路及关键问题的解决方法
5.1、编译系统
5.1.1、设计思路
词法分析的功能：从左到右扫描源程序，拼成单词，转换成统一的内部表示（token），作为语法分析器的输入。
主要包括：
1、组织源程序的输入；
2、按规则拼单词，并转换成二元形式；
3、滤掉空白符，跳过注释、换行符及一些无用符号(如字符常
数的引号)
4、进行行列计数，用于指出出错的行列号(可打印出错部分)；
5、列表打印源程序；
6、生成符号表。
根据词法分析的功能实现，首先绘制词法分析程序的顶层数据流图，如图5-1-1所示：
单和错误信息
图5-1-1 词法分析程序的顶层数据流图
由此可以看出，其中源程序清单和错误信息从屏幕、打印机或者文件输出，其余文件均以顺序文件的形式输出到外存储器上，以供下一阶段使用。由此可以得到更详细的数据流图，如图5-1-2所示：
图5-1-2 词法分析程序的详细数据流图
根据数据流程图，可以得到词法分析程序的总体框架，如图5-1-3所示：
图5-1-3 词法分析器的程序框架图
5.2、词法分析器总控算法
5.2.1、设计思路
1. 读入源文件，设置行计数器为0。
2. 把源程序字符串转换为字符数组，当读入字符串为换行符时，行计数+1。
3．用P变量判断是否超出字符数组的长度，用while循环判断当前读入的字符串的类型。首先把源程序中的空白字符，换行符过滤，用变量进行判断当前
读入的单词符的长度，如果确定出当前单词的类型进行读入一下一个字符，一直读出可以确定当前字符串的类型为止。读入的符号串是否可以构成一个正确的单词，要根据单词的构成规则来判断，不同类别的单词其构词规则不一样，这样就可以根据不同类别的单词的识别函数来判断相应的单词构成是否有错误。单词的类别是根据读入的该单词的首字符来判断的，可以单独写一个分类函数，根据首字符判断该单词属于关键字、标识符、常数、运算符和界符中的哪一类。
4 将识别出来的单词及其种别码写入token 字表中。
5 根据单词的类别，进行不同的后期处理，如果是标识符活常数，需要将其填入符号表中。
6 将token 字表和符号表写入相应的文件中。
5.2.2、关键问题及其解决方法
1、关键问题
确定算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的种类，分别存储或显示。数字和标识符被分界符或非法字符分开，分界符同样被数字或标识符或非法字符分开，当非法字符与数字或标识符邻接或混杂时，数字或标识符则不能成为数字或标识符，而成为非法字符，这是非法字符的感染特性。但这个效果在遇到分界符时不起作用，既分界符遇到非法字符或者和非法字符混杂，分界符仍然为分界符。这就要求，如果要处理标识符，就必须在遇到后面的分界符时才能有所操作。
数字同样如此。遇到数字或标识符同样需要处理前面的分界符，但并不是所有的分解都必须在遇到数字或标识符后才能处理的。例如出现连续的分界符时。
当出现连续的分界符时，棘手的问题才出现。形如!<==-a,这个分界符字符串该如何分析呢？第一个字符！是单分界符，那么是不是当读到！时就可以立即判断这是一个单分界符呢？不能，因为还有形如字符串！=的可能性，这样一来词法分析器必须拥有展望未来的能力；那么<是不能判断为单分界符的，因为，字符组合<=是双分界符；问题出现了，字符组合==是双分界符，还是单独的认为第二个=是单分界符，这就决定与规定了；既然在读到单分界时不能立即判断其
具体归类，那么当读到字符–后，还需要进一步读字符 a ，然后才能判断字符–是否是单分界符，这样一来，就需要在遇到字母或数字时，进行对前面的分界符的判断，这时又需要退两步来分析，也就是需要分析字符a前面的两个字符才能判断字符a前面的一个字符是什么属性；这就是说，出现连续的分界符时，该如何判断出来当前的界符是什么？
2、解决方法
可以继续向下读入字符，判断下一个字符是否为字符，如果是字符的话就继续读入，变量加1，直到不为字符为止。用当前的字符串去匹配自定义的关键字，如果匹配成功就为关键字，如果不成功就为非法字符串。
六、结果及测试分析
6.1、软件运行环境及限制
此法分析器的设计和运行环境：Microsoft Windows XP Professional /Microsoft Visual Studio 2008
6.2、测试数据说明
实验部分测试数据具体程序如下：
#include
void main()
{
if (a>b)and(b if(a=10) c=c+11; else if (a a=a+10; } 运行结果如图6-2-1所示： 图6-2-1测试数据运行结果 课程设计部分测试数据覆盖了关键字、运算符、常数、界符、标识符、注释程序中常出现的类型，具体程序如下： #include void main() { int a=10; int b=0; for(i=0;i<10;i++) { if (a>0) b=a; else b=3; } } 6.3、运行结果及功能说明 运行结果如图6-3-1所示： 图6-3-1词法分析器运行结果 程序能输出符号表及token表和错误信息。 6.4、测试及分析说明 该程序成功识别关键字、运算符、常数、界符、标识符、注释等。 七、总结及心得体会 通过课程设计，树立了正确的设计思想，巩固了所学编程语言基本知识，增进C语言编程基本功；学习到如何综合运用所学的理论知识，进一步理解到高级语言在计算机中的执行过程，加深了对编译原理中重点算法和编译技术的理解，理解词法分析在编译程序中的作用；掌握了课程设计的一般方法与步骤，设计和构造编译程序的基本原理和常用的编译技术，以及编译程序的实现方法和技，提高了自己的编程能力。 7.1、设计过程 首先，根据课程设计的任务：使用c语言编程，实现词法分析器的基本功能，来确定本次程序设计的总体目标及路线。详细阅读课程设计的内容及要求，明确接下来的大致作业。进一步，规划算法，描绘出初步的，总体的流程图。 然后，结合编译原理相关书籍，理解程序系统的基本原理。结合c语言相关书籍，具体细化程序设计的思路，粗略确定程序的模块划分，功能划分，并确定这些模块和功能应该有c语言的哪些函数来实现。 接下来，着手程序编写。依次完成源文件的读入，字符的判断，文件的读写，结果的输出，并在编程过程中反复完善，多多的测试，及时检测问题是否存在，若存在，立即改善。直到程序足够强壮，功能完善，结果正确为止。 最后，选择考虑到所有可能的测试数据，总体测试词法分析器的性能。更改输出数据的格式，使之布局合理。在需要的地方增添注释信息，删除设计过程中的测试代码或其他冗余代码，美化程序布局，调整整体的程序代码间隔。 7.2、困难与收获 首先遇到的困难是对c语言的陌生。虽然花了一个学期的时间学习过c语言，但现在基本上生疏了。所以，我又用了大概两天的时间来温习c语言。重点回顾了函数部分和文件操作部分。 总体的算法及流程图不是困难的问题，这些问题可以在纸上很快的解决。本以为这些解决了，课程设计的其他问题，如程序的具体编写，应该不是难事了。当着手于实际编程时，问题接连出现。使用什么样的函数，几个函数，是不是必须设置返回值，函数返回值是什么类型，函数应该具备几个参数，例如程序中的void finalresult（）函数，用来实现结果的保存和显示，开始只有两个参数，后来增加到四个。由此可见，程序是需要不断的更改和完善的。程序的变量起到很大的作用，但是反复的使用变量，严重降低了程序的安全性和可阅读性，加上选择和循环语句的嵌套，判定变量应该出现在具体的那个位置是件很困难的问题，放置不正确，不但结果出现错误，而且不容易找到出错的原因。 再者，就是课程设计报告的书写。这也需要很大的精力。尤其是word的排版，有很多的细节问题需要认真注意。 虽然如此，付出换回的收获也是可观的。自己独立完成课程设计，熟悉程序设计中出现的所有问题以及解决方案，这无疑加深了程序设计人员对设计的项目的印象，增进了C语言编程能力，熟悉了程序设计的具体流程。为以后的相关作业打下了基础。最后，非常感谢王老师在课程设计期间的悉心指导，使我受益匪浅。 八、参考文献 [1]陈火旺,刘春林,谭庆平等.程序设计语言编译原理.北京：国防工业出版社， 2005 [1]陈意云张昱. 编译原理. 北京：高等教育出版社，2009 [2]王晓东. 计算机算法分析与设计. 北京：电子工业出版社，2008 [3]谭浩强. C程序设计. 北京：清华大学出版社，2007 《编译原理》课程设计大纲 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 周数/学分：1周/1学分 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、离散数学、数据结构 适用专业：计算机科学与技术专业、软件工程专业 开课学院，系或教研室：计算机科学与技术学院 一、课程设计的目的 课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。 设计时间： 开发工具： （1） DOS环境下使用Turbo C； （2） Windows环境下使用Visual C++ 。 （3） 其它熟悉语言。 二、课程设计的内容和要求 设计题一：算术表达式的语法分析及语义分析程序设计。 1.目的 通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词 法检查和分析。 2.设计内容及要求： 算术表达式的文法： 〈无符号整数〉∷＝ 〈数字〉{〈数字〉} 〈标志符〉∷＝ 〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝ 〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝ 〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’ 〈加法运算符〉∷＝ ＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝ ＊｜／ （1） 分别选择递归下降法、算符优先分析法（或简单优 先法）完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。 （2） 分别选择LL（1）、LR法完成以上任务，中间代码选 用四元式。 （3） 写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出 分析方法的思想，完成分析程序设计。 （4） 编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通 过所设计的分析程序。 设计题二：简单计算器的设计 1．目的 通过设计、编制、调试一个简单计算器程序，加深对语法及语 义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检 查和分析。 2.设计内容及要求 算术表达式的文法： ＜PL0编译器-PCompiler＞ 软件需求说明书 作者：刁诗云、麻汉华、潘彦荃、周津、李程完成日期：2009年6月7日 签收人： 签收日期： 修改情况记录： 目录 软件需求说明书 (1) 1 引言 (1) 1.1 编写目的 (1) 1.2 项目背景 (1) 2 项目概述 (2) 2.1 产品描述 (2) 2.2 产品功能 (2) 2.3 用户特点 (2) 3 具体需求 (3) 3.1 EBNF定义的PL/0文法 (3) 3.2 语法图 (4) 3.3 功能需求 (6) 3.4 系统概要设计 (15) 1 引言 1.1 编写目的 为了清楚表达客户提出的需求，便于用户理解和确认项目所包含的具体功能需求、性能需求以及非公能性需求，因此以文件化的形式，把系统整体及其部分的业务流程、系统功能进行了详细的说明。同时，此文也对开发人员起到引导的作用，请认真阅读。 1.2 项目背景 PL/0是由世界著名计算机科学家、PASCAL语言的创始人N.Wirth教授选择提供的。在选择PL/0语言的过程中，Wirth很费了一番脑筋。一方面他希望借助这个语言，能尽可能把程序设计语言和编译技术一些最重要的内容都讲到；但另一方面又不希望内容太多，太杂，而希望尽可能简单一些，以便与有限的课时和课程范围相适应。于是他精心选择提供了这个PL/0语言。事实证明，它非常适合于编译技术的教学，目前已被国内越来越多的编译教材所采用。 PL/0语言的语句类型比较丰富，能适应各种可能的程序结构。最进本的是赋值语句。组合结构语句有语句串、条件语句和循环语句。还有重要的子程序概念，是通过过程说明和过程调用两部分实现的。至于数据类型和数据结构，PL/0则特别简单，只有整数类型一种，没有数据结构，因此只允许有整常数和整数变量的说明以及相应的算术运算表达式。PL/0允许在一个过程范围内说明常数、变量和过程。这些常数、变量和过程只在它们被说明的过程范围内有效。PL/0语言也允许递归调用，既可以间接递归，也可以直接递归。 编译原理程序设计报告 一个简单文法的编译器的设计与实现专业班级：计算机1406班 组长姓名：宋世波 组长学号： 20143753 指导教师：肖桐 2016年12月 设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753 分工：文法及数据结构设计 词法分析 语法分析（LL1） 基于DAG的中间代码优化 部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740 分工：中间代码生成(LR0) 部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754 分工：符号表组织 部分目标代码生成 摘要 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。 一．编译器的概述 1.编译器的概念 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C++、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。 2．编译器的种类 编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语 编译原理课程设计报告 实验名称编译原理课程设计 班级 学号 姓名 指导教师 实验成绩 2013 年06月 一、实验目的 通过设计、编写和调试，将正规式转换为不确定的有穷自动机，再将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机，最后再将确定有穷自动机进行简化。 通过设计、编写和调试构造LR(0)项目集规范簇和LR分析表、对给定的符号串进行LR分析的程序，了解构造LR(0)分析表的步骤，对文法的要求，能够从文法G出发生成LR(0)分析表，并对给定的符号串进行分析。 二、实验内容 正规式——>NFA——>DFA——>MFA 1.正规式转化为不确定的有穷自动机 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将正规式转换为不确定的有穷自动机的程序，使学生了解Thompson算法，掌握转换过程中的相关概念和方法，NFA的表现形式可以是表格或图形。 （2）问题描述 任意给定一个正规式r（包括连接、或、闭包运算），根据Thompson算法设计一个程序，生成与该正规式等价的NFA N。 （3）算法描述 对于Σ上的每个正规式R，可以构造一个Σ上的NFA M，使得L(M)=L(R)。 步骤1：首先构造基本符号的有穷自动机。 步骤2：其次构造连接、或和闭包运算的有穷自动机。 （4）基本要求 算法实现的基本要求是： (1) 输入一个正规式r； (2) 输出与正规式r等价的NFA。（5）测试数据 输入正规式：(a|b)*(aa|bb)(a|b)* 得到与之等价的NFA N （6）输出结果 2.不确定的有穷自动机的确定化 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机的程序，使学生了解子集法，掌握转换过程中的相关概念和方法。DFA的表现形式可以是表格或图形。（2）问题描述 任意给定一个不确定的有穷自动机N，根据算法设计一个程序，将该NFA N变换为与之等价的DFA D。 （3）算法描述 用子集法将NFA转换成接受同样语言的DFA。 步骤一：对状态图进行改造 (1) 增加状态X,Y,使之成为新的唯一的初态和终态。从X引ε弧到原初态结点, 从原终态结 点引ε弧到Y结点。 (2) 对状态图进一步进行如下形式的改变 课程设计(论文)任务书 软件学院学院软件工程专业07-1班 一、课程设计(论文)题目LL(1)分析过程模拟 二、课程设计(论文)工作自 2010 年 6 月 22日起至 2010 年 6月 28 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握LL（1）模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法； （3）使学生掌握LL（1）的调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析LL（1）模块的工作原理； （2）提出程序的设计方案； （3）对所设计程序进行调试。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改算法效率。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分； （4）回答问题：20分。 5）参考文献： （1）张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰.编译原理（第2版）.清华大学出版社 （2）丁振凡.《Java语言实用教程》北京邮电大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料2图书馆 编程与调试4实验室 撰写论文1图书馆、实验室 学生签名： 2009 年6 月22 日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称： 年月日 编译原理课程设计报告 课题名称： C-语言编译器设计（scanner和parser） 提交文档学生姓名： 提交文档学生学号： 同组成员名单：无 指导教师姓名：金军 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间： 2011年 6 月 17 日 1.课程设计目标 设计C-Minus编译器分为scanner和parser两个部分。scanner主要作用是对目标代码进行扫描，列出关键字，变量等内容；parser主要对语法进行分析并生成语法树。 2.分析与设计 ●实现方法：代码用C语言编译而成。其中scanner为手工实现，主要采用switch-case结构实现 状态转换；parser部分采用递归下降分析方法实现。 ●扫描器：C-的词法如下： 1、语言的关键字：i f el se i nt return void while 2、专用符号：+ - * /< <= > >= == != =; , ( ) [ ] { } /* */ 3、其他标记是变量（ID）和数字（NUM），通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = di git digi t* letter = a|..|z|A|..|Z digi t = 0|..|9 4、空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关键字 5. 注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在 标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 其DFA图如下： 分析器：以下为C-的语法规则BNF: 编译原理课程设计 自顶向下语法分析器 学院（系）：计算机科学与技术学院学生姓名：xxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxx 班级：电计1102 大连理工大学 Dalian University of Technology 目录 1 系统概论 语法分析是编译过程的核心部分。它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。语法分析器在编译程序中的地位如图1所示： 图1 语法分析器在编译程序中的地位 语言的语法结构是用上下文无关文法描述的。因此，语法分析器的工作本质上就是按文法的产生式，识别输入符号串是否为一个句子。这里所说的输入串是指由单词符号（文法的终结符）组成的有限序列。对一个文法，当给你一串（终结）符号时，怎样知道它是不是该文法的一个句子呢？这就要判断，看是否能从文法的开始符号出发推导出这个输入串。或者，从概念上讲，就是要建立一棵与输入串相匹配的语法分析树。 自顶向下分析法就是语法分析办法中的一类。顾名思义，自顶向下就是从文法的开始符号出发，向下推导，推出句子。这种方法是带“回溯”的。 自顶向下分析的主旨是，对任何输入串，试图用一切可能的办法，从文法开始符号（根结）出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。或者说，为输入串寻找一个最左推导。这种分析过程本质上是一种试探过程，是反复使用不同产生式谋求匹配输入串的过程。 实现这种自顶向下的带回溯试探法的一个简单途径是让每个非终结符对应一个递归子程序。每个这种子程序可作为一个布尔过程。一旦发现它的某个候选与输入串相匹配，就用这个候选去扩展语法树，并返回“真”值；否则，保持原来的语法树和IP值不变，并返回“假”值。 2 需求分析 以前，人们对语法的分析都建立在人工的基础上，人工分析虽然能够做到侧类旁推，但终究人力有限，再精密的分析都会出现或多或少的错误。为减少因人为产生的错误，并加快 编译原理课程设计报告 课题名称：C- Minus词法分析和语法分析设计 提交文档学生姓名：X X X 提交文档学生学号：XXXXXXXXXX 同组成员名单：X X X 指导教师姓名：X X 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2015年6月10日 1.课程设计目标 实验建立C-编译器。只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分。 2.分析与设计 C-编译器设计的整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）。 2.1 、扫描程序scanner部分 2.1.1系统设计思想 设计思想：根据DFA图用switch-case结构实现状态转换。 惯用词法： ①语言的关键字：else if int return void while ②专用符号：+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 大写和小写字母是有区别的 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM 关键字。 ⑤注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 scanner的DFA 说明：当输入的字符使DFA到达接受状态的时候，则可以确定一个单词了。初始状态设置为START，当需要得到下一个token时，取得次token的第一个字符，并且按照DFA与对此字符的类型分析，转换状态。重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型。当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他的则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”。 2.1.2程序流程图 编译原理-词法分析器的设计 一．设计说明及设计要求 一般来说，编译程序的整个过程可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成。本课程设计即为词法分析阶段。词法分析阶段是编译过程的第一个阶段。这个阶段的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，从而识别出一个个单词（也称单词符号或符号）。如保留字（关键字或基本字）、标志符、常数、算符和界符等等。 二．设计中相关关键字说明 1．基本字：也称关键字，如C语言中的 if , else , while , do ,for,case,break, return 等。 2．标志符：用来表示各种名字，如常量名、变量名和过程名等。 3．常数：各种类型的常数，如12，6.88，和“ABC” 等。 4．运算符：如 + ，- , * , / ,%, < , > ,<= , >= 等。5．界符，如逗点，冒号，分号，括号，# ，〈〈，〉〉等。 三、程序分析 词法分析是编译的第一个阶段，它的主要任务是从左到右逐个字符地对源 程序进行 扫描，产生一个个单词序列，用以语法分析。词法分析工作可以是独立的一遍，把字符流的源程序变为单词序列，输出在一个中间文件上，这个文件做为语法分析程序的输入而继续编译过程。然而，更一般的情况，常将 词法分析程序设计成一个子程序，每当语法分析程序需要一个单词时，则 调用该子程序。词法分析程序每得到一次调用，便从源程序文件中读入一 些字符，直到识别出一个单词，或说直到下一个单词的第一个字符为止。 四、模块设计 下面是程序的流程图 五、程序介绍 在程序当前目录里建立一个文本文档，取名为infile.txt,所有需要分析的程序都写在此文本文档里，程序的结尾必须以“@”标志符结束。程序结果输出在同一个目录下，文件名为outfile.txt，此文件为自动生成。本程序所输出的单词符号采用以下二元式表示：（单词种别，单词自身的值）如程序输出结果(57,"#")(33,"include")(52,"<")(33,"iostream") 等。 程序的功能：（1）能识别C语言中所有关键字（共32个）（单词种别分别为1 — 32 ，详情见程序代码相关部分，下同） （2）能识别C语言中自定义的标示符（单词种别为 33） （3）能识别C语言中的常数（单词种别为0） （4）能识别C语言中几乎所有运算符（单词种别分别为41 — 54） （5）能识别C语言中绝大多数界符（单词种别分别为 55 — 66）六、运行结果 输入文件infile.txt 运行结果（输出文件 outfile.txt） $ 编译原理课程设计报告 设计题目编译代码生成器设计 、 学生姓名 班级 学号 指导老师 成绩 ` 一、课程设计的目的 编译原理课程兼有很强的理论性和实践性，是计算机专业的一门非常重要的专业基础课程，它在系统软件中占有十分重要的地位，是计算机专业学生的一门主修课。为了让学生能够更好地掌握编译原理的基本理论和编译程序构造的基本方法和技巧，融会贯通本课程所学专业理论知识，提高他们的软件设计能力，特设定该课程的课程设计，通过设计一个简单的PASCAL语言（EL语言）的编译程序，提高学生设计程序的能力，加深对编译理论知识的理解与应用。 二、课程设计的要求 1、明确课程设计任务，复习编译理论知识，查阅复印相关的编译资料。 2、按要求完成课程设计内容，课程设计报告要求文字和图表工整、思路清晰、算法正 确。 3、@ 4、写出完整的算法框架。 5、编写完整的编译程序。 三、课程设计的内容 课程设计是一项综合性实践环节，是对平时实验的一个补充，课程设计内容包括课程的主要理论知识，但由于编译的知识量较复杂而且综合性较强，因而对一个完整的编译程序不适合平时实验。通过课程设计可以达到综合设计编译程序的目的。本课程的课程设计要求学生编写一个完整的编译程序，包括词法分析器、语法分析器以及实现对简单程序设计语言中的逻辑运算表达式、算术运算表达式、赋值语句、IF语句、While语句以及do…while语句进行编译，并生成中间代码和直接生汇编指令的代码生成器。 四、总体设计方案及详细设计 总体设计方案： 1.总体模块 【 2. \ 详细设计： 界面导入设计 (1)一共三个选项： ①choice 1--------cifafenxi ②choice 2--------yufafenxi ③choice 3--------zhongjiandaima (2)界面演示 } 图一 2011-2012学年第二学期 《编译原理》课程设计报告 学院：计算机科学与工程学院 班级： 学生姓名：学号： 成绩： 指导教师： 时间：2012年5 月 目录 一、课程设计的目的 ---------------------------------------------------------------- - 1 - 二、课堂实验及课程设计的内容 -------------------------------------------------- - 1 - 2.1、课堂实验内容-------------------------------------------------------------- - 1 - 2.2、课程设计内容-------------------------------------------------------------- - 1 - 三、visual studio 2008 简介------------------------------------------------------- - 2 - 四、问题分析及相关原理介绍 ----------------------------------------------------- - 3 - 4.1、实验部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------------- - 3 - 4.1.1、词法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 - 4.1.2、语法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 - 4.1.3、语义分析功能介绍及分析------------------------------------- - 4 - 4.2、课程设计部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------- - 5 - 4.2.1、编译程序介绍 ----------------------------------------------------- - 5 - 4.2.2、对所写编译程序的源语言的描述（C语言） -------------- - 6 - 4.2.3、各部分的功能介绍及分析 -------------------------------------- - 7 - 4.3、关键算法：单词的识别-------------------------------------------------- - 8 - 4.3.1、算法思想介绍 ----------------------------------------------------- - 8 - 4.3.2、算法功能及分析 -------------------------------------------------- - 8 - 五、设计思路及关键问题的解决方法 ------------------------------------------ - 10 - 5.1、编译系统------------------------------------------------------------------ - 10 - 5.1.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 10 - 5.2、词法分析器总控算法--------------------------------------------------- - 12 - 5.2.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 12 - 5.2.2、关键问题及其解决方法 --------------------------------------- - 13 - 六、结果及测试分析-------------------------------------------------------------- - 14 - 6.1、软件运行环境及限制--------------------------------------------------- - 14 - 6.2、测试数据说明------------------------------------------------------------ - 14 - 6.3、运行结果及功能说明--------------------------------------------------- - 16 - 6.4、测试及分析说明--------------------------------------------------------- - 16 - 七、总结及心得体会 --------------------------------------------------------------- - 17 - 7.1、设计过程------------------------------------------------------------------ - 17 - 7.2、困难与收获 ------------------------------------------------------------- - 17 - 八、参考文献 ------------------------------------------------------------------------ - 18 - 编译原理： 编译原理是计算机专业的一门重要专业课，旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程，同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质，高度抽象。 编译原理课程设计： 《编译原理课程设计》是2007年11月浙江大学出版社出版的图书，作者是冯雁、鲁东明、李莹。 内容简介： 本书围绕着编译技术的基本原理和方法，以模拟程序设计语言SPL的编译器的设计和实现为主线，结合词法分析、语法分析、语义分析、代码生成、代码优化、错误处理等各个基本模块，对原理和实现方法进行了详细分析。该编译器可接受SPL的程序，并将其翻译成汇编语言程序，最终实现汇编语言到8086/8088机器语言的翻译。本书为编译技术等相关课程的实验提供了参考。在附件中还提供了三类不同类型和难度的实验题，可供课程实验选择。 第1章引论： 1.1本书介绍 1.2SPL语言的特点及实验安排 1.2.1SPL语言的特点 1.2.2SPL语言编译器的主要结构1.2.3实验安排 1.3平台的选择和介绍 1.3.1LEX简介 1.3.2YACC简介 第2章词法分析： 2.1词法分析器的基本框架 2.2词法分析器的基本原理 2.2.1DFA的构造和实现 2.2.2词法分析的预处理 2.2.3实现词法分析器的注意要点2.3词法分析器的实现 2.3.1SPL语言单词属性字 2.3.2SPL词法分析器的输入和输出2.3.3SPL词法分析器的分析识别第3章语法分析： 3.1语法分析的基本框架 3.1.1上下文无关文法 3.1.2语法分析过程 3.1.3语法分析过程中的数据结构3.2语法分析的基本方法 河海大学 编译原理课程设计 学生姓名： 学号： 班级： 专业：--------- 指导教师： 编译原理 课程设计指导书 题目一基于语法制导翻译的表达式转换编译器 一、设计目的 通过本课程设计获得对实际编译器的构造原理、过程和方法的感性认识，全面掌握语法制导翻译技术。 二、设计内容 采用语法制导翻译模式设计一个包含词法分析、语法分析、符号表管理、错误处理及输出等功能模块的、由中缀表达式到后缀表达式的完整编译器。该翻译器的规格说明如下： start → list eof list → expr;list |ε expr → expr + term { print(‘+’) } | expr –term { print(‘-’) } | term term → term * factor { print(‘*’) } | term / factor { print(‘/’) } | term div factor { print(‘DIV’) } | term mod factor { print(‘MOD’) } factor → ( expr ) | id { print( https://www.doczj.com/doc/1b7681008.html, ) } | num { print( num.value ) } 三、设计要求 1、使用模块化设计思想来设计该编译器； 2、词法分析模块用于读入输入串，并将其转换成供语法分析模块使用的记号流。其中包括滤掉空格和注释、识别常数、识别标识符和关键字等功能； 3、要求在语法分析模块中利用语法制导翻译技术完成具体的中缀表达式到后缀表达式的翻译，其中包括按前述翻译器的规格说明构建对应表达式、项、因子的非终结符expr、term 和factor的函数以及检查记号是否匹配的函数；并在不匹配时调用错误处理模块； 4、要求符号表管理模块主要完成符号表对应数据结构的具体实现功能； 5、错误处理模块负责报告错误信息及位置，并终止分析过程； 6、输出模块完成翻译后所得到的后缀表达式的输出。 先简要分析一下语法分析的大致流程： 当有句子要进行处理时，首先要对其进行词法分析来分解出该句子中的每个符号，然后将该句子按照算符优先算法压入归约栈中，如果可以顺利归约，则说明这是一个合法的句子，否则该句子非法。 这里有一个需要考虑的地方，就是如何进行归约。由于文法已经给定，所以我们考虑设计一个文法表，文法表中的内容就是可归约串的种别码的顺序，比如v=E可以表示为9,1,13。这样的话当我们要进行一次归约时，只用按顺序存储最左素短语中符号的种别码，然后拿这个种别码序列与文法表进行匹配，就可知道当前归约需要执行哪些操作。 还有一点需要注意，就是如何对一个表达式进行求值。这里需要我们设计一个二元组的变量名表，这个变量名表可以根据变量的名称来返回变量的数据。变量名表的具体设计见详细设计部分。 由于是简化分析，所以这个程序只考虑整数的处理。 有了上面的分析，可以构造出算符优先分析算法的流程图，如下图所示。 详细设计 （1）词法分析部分 由于词法分析的内容在课程设计1中已经介绍，并且这次的状态转换图与课程设计1中的非常相似，所以这里就不过多介绍。（2）优先关系表 在程序中我们用一个二维数组priTable[][]来存储算符间的优先关系。priTable[a][b]=1表示a>b; 。priTable[a][b]=0表示a=b; 。priTable[a][b]=-1表示a 集美大学计算机工程学院实验报告 课程名称：编译原理班级： 指导教师：： 实验项目编号：实验一学号： 实验项目名称：词法分析器的设计实验成绩： 一、实验目的 通过设计编制调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。 二、实验容 编写一个词法分析器，从输入的源程序（编写的语言为C语言的一个子集）中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。并依次输出各个单词的部编码及单词符号自身值。（遇到错误时可显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示） 三、实验要求 1、词法分析器的功能和输出格式 词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。词法分析器的单词符 2 别单词的类型，将标识符和常量分别插入到相应的符号表中，增加错误处理等。 3、编程语言不限。 四、实验设计方案 1、数据字典 本实验用到的数据字典如下表所示： 3、实验程序 #include 编译原理课程设计报告 设计题目编译代码生成器设计 学生姓名 班级 学号 指导老师 成绩 一、课程设计的目的 编译原理课程兼有很强的理论性和实践性，是计算机专业的一门非常重要的专业基础课程，它在系统软件中占有十分重要的地位，是计算机专业学生的一门主修课。为了让学生能够更好地掌握编译原理的基本理论和编译程序构造的基本方法和技巧，融会贯通本课程所学专业理论知识，提高他们的软件设计能力，特设定该课程的课程设计，通过设计一个简单的PASCAL语言（EL语言）的编译程序，提高学生设计程序的能力，加深对编译理论知识的理解与应用。 二、课程设计的要求 1、明确课程设计任务，复习编译理论知识，查阅复印相关的编译资料。 2、按要求完成课程设计内容，课程设计报告要求文字和图表工整、思路清晰、算法正 确。 3、写出完整的算法框架。 4、编写完整的编译程序。 三、课程设计的内容 课程设计是一项综合性实践环节，是对平时实验的一个补充，课程设计内容包括课程的主要理论知识，但由于编译的知识量较复杂而且综合性较强，因而对一个完整的编译程序不适合平时实验。通过课程设计可以达到综合设计编译程序的目的。本课程的课程设计要求学生编写一个完整的编译程序，包括词法分析器、语法分析器以及实现对简单程序设计语言中的逻辑运算表达式、算术运算表达式、赋值语句、IF语句、While语句以及do…while语句进行编译，并生成中间代码和直接生汇编指令的代码生成器。 四、总体设计方案及详细设计 总体设计方案： 1.总体模块 主程序 词法分析程序语法分析 程序 中间代码 生成程序 2. 表2.1 各种单词符号对应的种别码 单词符号种别码单词符号种别码bgin 1 ：17 If 2 ：= 18 Then 3 < 20 wile 4 <> 21 do 5 <= 22 end 6 > 23 lettet（letter|digit）* 10 >= 24 dight dight* 11 = 25 + 13 ；26 —14 ( 27 * 15 ) 28 / 16 # 0 详细设计： 4.1界面导入设计 (1)一共三个选项： ①choice 1--------cifafenxi ②choice 2--------yufafenxi ③choice 3--------zhongjiandaima (2)界面演示 图一 摘要 使用过现代计算机的人都知道，多数用户是应用高级语言来实现他们所需要的计算的。现在计算机系统一般都含有不只一个的高级语言的编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序，供用户按不同需要进行选择。高级语言编译程序是计算机系统软件最主要的组成部分之一，也是用户最直接关系的工具之一。 计算机上执行一个高级语言程序一般分为两步：第一，用一个编译程序把高级语言翻译成机器语言程序；第二，运行所得的机器语言程序求得计算结果。 通常说的翻译程序是指能够把某一种语言程序转换成另一种语言程序（目标语言程序）。如果源语言诸如Fortran，Pascal，C，Ada或java这样的高级语言，而目标程序是诸如汇编语言或者机器语言这类的低级语言，这样的一个翻译程序就是称为编译程序。 一个编译程序的工作过程一般可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、优化、目标代码生成。每个阶段都是从上一个阶段得到结果，对他进行分析，并且根据一些外部环境(例如符号表等)得到最终的输出结果。要构造一个编译程序，可以按照这样的阶段来分别构造，最后来连调。 现在人们已经建立了多种编制部分编译程序或整个编译程序的有效工具。有些能用于自动生成扫描器(如LEX)，有些可以用于自动产生语法分析器(如YACC)，有些甚至可以用来自动产生整个的编译程序。这些构造编译程序的工具成为编译程序－编译程序、编译程序产生器或翻译程序书写系统，他们是按照编译程序和目标语言的形式描述而自动产生编译程序的。 编译程序是一极其庞大而又复杂的系统，掌握它比较苦难。但是一旦对其掌握，对以后的程序语言设计，系统软件分析，系统软件设计，形式语言研究等方面都是非常有好处的。 关键字：C语言、、编译、扫描器、语法分析 编译原理 课程设计指导书 题目一基于语法制导翻译的表达式转换编译器 一、设计目的 通过本课程设计获得对实际编译器的构造原理、过程和方法的感性认识，全面掌握语法制导翻译技术。 二、设计内容 采用语法制导翻译模式设计一个包含词法分析、语法分析、符号表管理、错误处理及输出等功能模块的、由中缀表达式到后缀表达式的完整编译器。该翻译器的规格说明如下： start → list eof list → expr | expr → expr + term { print(‘+’) } | expr –term { print(‘-’) } | term |ε term → term * factor { print(‘*’) } | term / factor { print(‘/’) } | term div factor { print(‘DIV’) } | term mod factor { print(‘MOD’) } factor → ( expr ) | id { print( https://www.doczj.com/doc/1b7681008.html, ) } | num { print( num.value ) } 三、设计要求 1、使用模块化设计思想来设计该编译器； 2、词法分析模块用于读入输入串，并将其转换成供语法分析模块使用的记号流。其中包括滤掉空格和注释、识别常数、识别标识符和关键字等功能； 3、要求在语法分析模块中利用语法制导翻译技术完成具体的中缀表达式到后缀表达式的翻译，其中包括按前述翻译器的规格说明构建对应表达式、项、因子的非终结符expr、term 和factor的函数以及检查记号是否匹配的函数；并在不匹配时调用错误处理模块； 4、要求符号表管理模块主要完成符号表对应数据结构的具体实现功能； 5、错误处理模块负责报告错误信息及位置，并终止分析过程； 6、输出模块完成翻译后所得到的后缀表达式的输出。 广西大学 编译原理课程设计 专业：计算机科学与技术 姓名： 课程：编译原理 指导教师： 目录 一．程序简介与分析---------------------------------------------------------1 二．程序适用围-----------------------------------------------------------1 三．词法分析---------------------------------------------------------------1 四．语法分析---------------------------------------------------------------3 五．语义分析和中间代码生成------------------------------------------------9 六．代码生成--------------------------------------------------------------11 七．流程图----------------------------------------------------------------12 八．实现------------------------------------------------------------------13 九．程序运行结果----------------------------------------------------------13 十．总结------------------------------------------------------------------18 十一.附录（源程序）--------------------------------------------------------19编译原理课程设计
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